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专利号: 2011103287599
申请人: 杭州电子科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:无效专利
专利领域: 暂无
更新日期:2023-06-30
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.用于大型公建能耗监测系统的数据采集器,包括电源管理模块、GPRS模块MC35i、M-Bus模块、ZigBee无线模块HZ20124、RS485模块以及处理器模块,其特征在于:

电源管理模块包括:降压整流电路,用于将输入工频交流电整流为直流电供给-15V电压转换电路、+15V电压转换电路;-15V电压转换电路将降压整流电路的输出电压转换为-15V电压供给M-Bus模块;+15V电压转换电路将降压整流电路的输出电压转换为+15V电压供给M-Bus模块和5V电压转换电路;5V电压转换电路将5V电压供给GPRS模块MC35i和3.3V电压转换电路,3.3V电压转换电路将3.3V电压供给ZigBee无线模块HZ20124、RS485模块和处理器模块;

GPRS模块MC35i,用于数据采集器和监测中心间的通信,通过UART0与处理器模块连接;

M-Bus模块,用于数据采集器和M-Bus远传基表间的通信,通过UART3和处理器模块连接;

ZigBee无线模块HZ20124,用于实现数据采集器和ZigBee远传基表间的通信,通过UART1和处理器模块连接;

RS485模块核心为RS485驱动器SP3485,用于实现数据采集器和RS485远传基表间的通信,通过UART2和处理器模块连接;

处理器模块采用ARM内核的处理器LPC2368FBD100,LPC2368FBD100用于控制M-Bus模块、ZigBee无线模块HZ20124、RS485模块和处理器模块间的通信,并将采集到的数据经过分析处理后通过控制GPRS模块MC35i传输至监测中心;

所述的降压整流电路包括变压器T1,一个桥堆BD1;+15V电压转换电路包括2个极性电容C1、C6,一个电感L1,一个稳压二极管D1和一片电源管理芯片LM2576;-15V电压转换电路包括2个极性电容C2、C4,2个滤波电容C3、C5和一片电源管理芯片LM7915;5V电压转换电路包括2个极性电容C7、C8,一个电感L2,一个稳压二极管D2和一片电源管理芯片LM2596S;3.3V电压转换电路包括2个滤波电容C9、C12,2个极性电容C10、C11,一个发光二极管DS1和一片电源管理芯片SPX1117-3.3;

带中心抽头变压器T1的中心抽头接地,初级线圈输入220V工频交流电压,次级线圈与桥堆BD1的交流端连接,桥堆BD1的正极和+15V电压转换电路连接,桥堆BD1的负极和-15V电压转换电路连接;

+15V电压转换电路中第一极性电容C1的正极和电源管理芯片LM2576的1引脚、降压整流电路中桥堆BD1的正极连接,第一极性电容C1的负极接地,电源管理芯片LM2576的3引脚、5引脚接地,电源管理芯片LM2576的4引脚和第一电感L1的一端、第二极性电容C6的正极连接,电源管理芯片LM2576的2引脚和第一电感L1的另一端连接、第一稳压二极管D1的阴极连接,第一稳压二极管D1的阳极接地,第二极性电容C6的负极接地;

-15V电压转换电路中第三极性电容C2的正极和降压整流电路中带中心抽头变压器T1的中心抽头、第一滤波电容C3的一端、电源管理芯片LM7915的GND脚、第四极性电容C4的正极和第二滤波电容C5的一端接地,第三极性电容C2的负极与降压整流电路中桥堆BD1的负极、第一滤波电容C3的另一端和电源管理芯片LM7915的Vin引脚连接,电源管理芯片LM7915的Vout引脚与第四极性电容C4的负极、第二滤波电容C5的另一端连接;

5V电压转换电路中第五极性电容C7的正极和+15V电压转换电路的输出端、电源管理芯片LM2596S的1引脚连接,第五极性电容C7的负极、电源管理芯片LM2596S的3引脚、电源管理芯片LM2596S的5引脚、第二稳压二极管D2的阳极和第六极性电容C8的负极接地,电源管理芯片LM2596S的4引脚和电感L2的一端、第六极性电容C8的正极连接,电源管理芯片LM2596S的2引脚和第二电感L2的另一端连接、第二稳压二极管D2的阴极接地;

3.3V电压转换电路中的第三滤波电容C9的一端与5V电压转换电路的输出端、第七极性电容C10的正极、电源管理芯片SPX1117-3.3的3引脚连接,第三滤波电容C9的另一端和第七极性电容C10的负极、电源管理芯片SPX1117-3.3的1引脚、第八极性电容C11的阴极、第四滤波电容C12的另一端和发光二极管DS1的阴极接地,电源管理芯片SPX1117-3.3的2引脚与第二极性电容C11的正极、第二滤波电容C12的一端、发光二极管DS1的阳极连接;

ZigBee无线模块HZ20124的13引脚、15引脚、17引脚和3.3V电压转换电路的输出端连接,ZigBee无线模块HZ20124的21引脚、23引脚、25引脚、27引脚均接地,ZigBee无线模块HZ20124的18引脚和处理器模块中处理器LPC2368FBD100的62引脚连接,ZigBee无线模块HZ20124的20引脚和处理器模块中处理器LPC2368FBD100的63引脚连接,ZigBee无线模块HZ20124的其余引脚均悬空;

RS485模块包括驱动器SP3485、第一电阻R1、第二电阻R2、接插件J1,驱动器SP3485的

1引脚和处理器模块中处理器LPC2368FBD100的49引脚连接,驱动器SP3485的4引脚和处理器模块中处理器LPC2368FBD100的48引脚连接,驱动器SP3485的3引脚和处理器模块中处理器LPC2368FBD100的46引脚连接,驱动器SP3485的5引脚接地,驱动器SP3485的

8引脚与第一电阻R1的一端、3.3V电压转换电路的输出端连接,驱动器SP3485的6引脚与第一电阻R1的另一端、接插件J1的1引脚连接,驱动器SP3485的7引脚与第二电阻R2的一端、接插件J1的2引脚连接,第二电阻R2的另一端接地;

GPRS模块电路包括GPRS模块MC35i和二极管D3,GPRS模块MC35i的18引脚和处理器模块中处理器LPC2368FBD100的99引脚连接,MC35i的19引脚和处理器模块中处理器LPC2368FBD100的98引脚连接,MC35i的6引脚、7引脚、8引脚、9引脚、10引脚均接地,二极管D3的阳极和5V电压转换电路的输出连接,二极管D3的阴极和MC35i的13引脚连接,MC35i的其余引脚均悬空;

M-Bus模块包括一片RS232收发器MAX3232U5,6个电容C13、C14、C15、C16、C17、C18,

11个电阻R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13,3个二极管D4、D5、D6,3个PNP三极管Q1、Q2、Q3,2个NPN三极管Q4、Q5,1个接插件J3;

RS232收发器MAX3232U5的1引脚和第五滤波电容C13的一端连接,MAX3232U5的3引脚和第五滤波电容C13的另一端连接,MAX3232U5的4引脚和第六滤波电容C14的一端连接,MAX3232U5的5引脚和第六滤波电容C14的另一端连接,MAX3232U5的7引脚和第三电阻R3的一端连接,MAX3232U5的8引脚接和第四电阻R4的一端连接,MAX3232U5的9引脚和处理器模块中处理器LPC2368FBD100的6引脚连接,MAX3232U5的10引脚和处理器模块中的处理器LPC2368FBD100的7引脚连接,MAX3232U5的15引脚和第七滤波电容C15的一端、第八滤波电容C16的一端接地,MAX3232U5的6引脚和第七滤波电容C15的另一端连接,MAX3232U5的2引脚和第八滤波电容C16的另一端连接,MAX3232U5的16引脚与3.3V电压转换电路的输出端连接,第九滤波电容C17的一端和+15V电压转换电路的输出段、第一PNP三极管Q1的发射极、第五电阻R5的一端、第六电阻R6的一端连接,第九滤波电容C17的另一端接地,第一PNP三极管Q1的基极和第六电阻R6的另一端、第一NPN三极管Q4的集电极连接,第一PNP三极管Q1的集电极和第四二极管D6的阳极、第二PNP三极管Q2的基极、第七电阻R7的一端连接,第四二极管D6的阴极和第二PNP三极管Q2的发射极、第三电阻R3的另一端连接,第二PNP三极管Q2的集电极和第七电阻R7的另一端、-15V电压转换电路的输出端连接,第四电阻R4的另一端和第二二极管D4的阳极、第三PNP三极管Q3的基极、第八电阻R8的一端连接,第二二极管D4的阴极和第三PNP三极管Q3的发射极接地,第三PNP三极管Q3的集电极和第九电阻R9的一端连接,第八电阻R8的另一端和-15V电压转换的输出端连接,第十电阻R10的一端接地,第十电阻R10的另一端和第十一电阻R11的一端、第二NPN三极管Q5的基极连接,第十一电阻R11的另一端和第三二极管D5的阳极连接,第三二极管D5的阴极和-15V电压转换电路的输出端连接,第二NPN三极管Q5的集电极和第一NPN三极管的基极、第五电阻R5的另一端连接,第二NPN三极管Q5的发射极与第九电阻R9的另一端、第十二电阻R12的一端连接,第十二电阻R12的另一端和-15V电压转换电路的输出端连接,第一NPN三极管Q4的发射极与第十三电阻R13的一端、接插件J3的

1引脚连接,第十三电阻R13的另一端和接插件J3的2引脚、-15V电压转换电路的输出端连接,第十滤波电容C18的一端和-15V电压转换电路的输出端连接,第十滤波电容C18的另一端接地;

处理器模块采用ARM内核的处理器LPC2368FBD100,其11引脚、14引脚、31引脚、41引脚、55引脚、72引脚、83引脚、97引脚均接地,10引脚、12引脚、13引脚、28引脚、42引脚、54引脚、71引脚、84引脚、96引脚和3.3V电压转换电路连接,除了与M-Bus模块、ZigBee无线模块HZ20124、RS485模块、GPRS模块MC35i连接的引脚,其余引脚架空。